Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

— Дрова

— Пеллеты (топливные гранулы)

— Топливные брикеты

— Уголь

Дрова

Дрова — пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 — 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей — их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тч дуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

— дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

— ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

— сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

— дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

— дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

— дрова из пород средней твердости, легко колоть;

— кедр дает долго тлеющие угли;

— дрова из вишни и вяза при горении дымят;

— дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

— дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

— тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 — 210 л жидкого топлива или 200 — 210 м³ природного газа.

Пеллеты

Пеллеты (топливные гранулы) — это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования — гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья, плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты — современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

Виды пеллет:

— полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

— полученные путем переработки соломы;

— полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

— полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

— торфяные.

Преимущество пеллет:

— экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

— неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

— меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

— удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

— не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

— при хранении не самовоспламеняются,

— не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

— большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

— при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

— почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

— возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

— регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

— малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

— котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

Применение пеллет:

— для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

— для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Вид топлива

Теплота сгорания

МДж/кг

% серы

% золы

Углекислый газ
кг/ГДж

Каменный уголь

15 — 25

10 — 35

Двигательное топливо

42,5

0,2

Мазут

1,2

1,5

Щепа древесная

Гранулы древесные

17,5

0,1

Гранулы торфяные

Гранулы из соломы

14,5

0,2

Природный газ

35 — 38 МДж/м3

Примечание:

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Вид топлива

Тепловая способность,

ккал/кг

Пелетты

Дрова

Уголь древесный

Каменный уголь

Мазут

Дизельное топливо

Природный газ

Стандарты производства пеллет:

— в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, — не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

* «нет» — не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.

Топливные брикеты.

Топливные брикеты — это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.

Связующее вещество — натуральный полимер лигнин. Химические связующие примеси не используются.

Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.

Преимущества топливных брикетов:

— экологически чистый продукт, материалом которого в полном объеме является природное сырье, а

— не поддаются воздействию грибков,

— горят дольше, чем дрова в 2-4 раза,

— удобно хранить и использовать.

— высокая сопоставимая с каменным углем теплотворность, в среднем в 2 раза больше, в сравнении с обычными дровами,

— постоянная температура на каждом этапе горения за счет ровного пламени,

— содержание золы после сгорания — 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля — 30-40%, дров- 8 -16%, щепы- 11-18%,

— современные твердотопливные котлы на брикетах можно чистить не чаще 1 раз в год,

— золу можно использовать, как экологически чистое удобрение,

— угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются,

— затраты на отопления ниже, чем в случае использования каменного угля или дров.

Типа топливных брикетов:

— RUF-брикеты — в форме набольшего кирпичика прямоугольной формы,

— NESTRO-брикеты — брикет цилиндрической формы, иногда с радиальным отверстием внутри,

— Pini&Kay-брикеты — брикет, имеющий 4, 6 или 8 граней с продольным радиальным отверстием внутри.

Уголь

Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.

Состав угля зависит от возраста и условий углефикации:

— бурый уголь — самый молодой,

— каменный уголь,

— антрацит — самый возрастной.

По мере старения происходила концентрация углерода и снижение содержания летучих составляющих, в частности, влаги.

Бурый уголь имеет влажность 30-40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита эти 2 показателя составляют 5-7%.

Влажность каменного угля- 12-16%, количество летучих компонентов — около 40%.

Уголь также содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу».

Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля.

Наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля.

В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10-20%).

Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.

Удельная теплота сгорания (угольного концентрата)

Вид угля

Удельная теплота сгорания угля

кДж/кг

ккал/кг

Бурый

14 700

3 500

Каменный

29 300

7 000

Антрацит

31 000

7 400

Реальные цифры могут существенно отличаться.

Кузбасский каменный уголь — 5000-5500 ккал/кг. .

Плотность угля 1 — 1,7 (каменный уголь — 1,3-1,4) г/см3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м3.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Бурые

Б

Каменные

Длиннопламенные

Д

Газовые

Г

Жирные

Ж

Коксовые

К

Отощенно-спекающиеся

ОС

Слабоспекающийся

СС

Тощие

Т

Антрациты

А

Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.

По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

П

Плитный

более 100 мм

К

Крупный

50-100 мм

О

Орех

26-50 мм

М

Мелкий

13-25 мм

С

Семечко

6-13 мм

Ш

Штыб

менее 6 мм

Р

Рядовой

не ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ).

Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.

Например, фракция ОМ (М — 13-25, О — 25-50) составляет 13-50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Процесс горения угля.

Уголь состоит из 2х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).

Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает.

Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.

Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла.

Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.

Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

— от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

— от его влажности и зольности.

ГОСТ

Основной документ, который регламентирует характеристики топливной щепы в России – это ГОСТ Р 55116-2012 (EH 14961-4:2011) Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 4. Этот документ вы сможете найти и прочитать по .

Он делит топливо по размеру на классы:

  1. Р16А – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 3–16 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 12%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 3%) составляет 16–31,5 мм при сечении 1 мм2 и меньше.
  2. Р16В – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 3–16 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 12%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 3%) составляет 45–120 мм при сечении 1 мм2 и меньше.
  3. Р31,5 – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 8–31,5 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 8%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 6%) составляет 45–120 мм при сечении 2 мм2 и меньше.
  4. Р45– размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 8–45 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 8%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 6%) составляет 63–120 мм при сечении 5 мм2 и меньше.

Часть 1. Методика расчетов

Прежде всего, определимся с терминами, поскольку вопрос поставлен не вполне корректно.

  1. Удельная пожарная нагрузка относится не к кабелю, и списка «тип кабеля – величина в МДж/м2» вы не найдете, его нет и быть не может. Удельная пожарная нагрузка рассчитывается для помещения, в котором проложены разные типы и количества кабеля, причем учитывается, какую площадь они занимают. Именно поэтому размерность удельной пожарной нагрузки – Джоули (Мегаджоули) на квадратный метр.
  2. В расчете удельной пожарной нагрузки фигурируют количества разных материалов, создающих эту пожарную нагрузку – фактически, все то, что может гореть. Вы пишете про вес одного погонного метра кабеля, но на самом деле учитывать нужно массу горючих составляющих в кабеле, а не весь кабель. Именно горючая масса формирует пожарную нагрузку – в основном это изоляция кабелей.
  3. К формулировке третьего пункта поправок нет, она корректна.

Все эти термины, показатели и величины используются в «Методе определения категорий помещений В1 – В4», как его описывают документы МЧС «Об утверждении свода правил «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», обязательное Приложение Б. Тот же подход используется и в других нормативных документах, в том числе в ведомственных инструкциях. Далее приводим выдержки из документа, относящиеся к вашему вопросу, и наши комментарии.

………

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 – В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г и Д.

: в вашем вопросе речь о помещении, даем классификацию для них.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория помещения Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А
повышенная взрывопожароопасность
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°C в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Б
взрывопожароопасность
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°C, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В1 – В4
пожароопасность
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б.
Г
умеренная пожароопасность
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д
пониженная пожароопасность
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

………

Отнесение помещения к категории В1, В2, В3 или В4 осуществляется в зависимости от количества и способа размещения пожарной нагрузки в указанном помещении и его объемно-планировочных характеристик, а также от пожароопасных свойств веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку.

: к вашему случаю относятся категории В1 – В4, пожароопасность. Причем велика вероятность, что ваше помещение будет отнесено к категории В4, но это должно быть подкреплено расчетами.

Таблица плотности древесины

Плотность (удельный вес) древесины – крайне нестабильная величина. Плотность древесины изменяется в широких пределах даже для одной породы дерева. Значения величины плотности (удельного веса) древесины – это обобщённые цифры. Практическое значение величины плотности древесины отличается от приведённого усреднённого табличного значения и это не является ошибкой.

Плотность измельчённой древесины и древесных отходов

Таблица плотности щепы и опилок
в зависимости от породы дерева

Насыпная плотность свежеотгруженной технологической щепы Насыпная плотность свежеотгруженных древесных опилок
Порода дерева Плотность
(кг/м3)
Предел
плотности
(кг/м3)
Плотность
(кг/м3)
Предел
плотности
(кг/м3)
Дуб 292 248-371 227 193-288
Акация 277 234-288 215 182-225
Граб 273 266-286 213 207-223
Ясень 270 187-342 210 146-266
Рябина (дерево) 262 248-320 204 193-249
Яблоня 259 237-302 202 185-235
Бук 244 223-295 190 174-230
Вяз 238 202-295 185 157-230
Лиственница 239 194-239 186 151-186
Клён 236 205-248 183 160-193
Берёза 234 184-277 182 143-216
Груша 241 211-256 188 164-199
Каштан 234 216-259 182 168-202
Кедр 205 202-209 160 157-162
Сосна 187 112-274 146 87-213
Липа 184 158-288 143 123-224
Ольха 180 169-209 132-162
Ива 176 167-212 137 129-165
Осина 169 166-198 132 129-154
Ель 162 133-270 126 104-210
Верба 162 151-180 126 118-140
Орех лесной 155 151-162 120 118-126
Орех грецкий 202 176-212 157 137-165
Тополь 153 140-212 119 109-165
Пихта 148 126-216 115 98-168

Пояснение к таблице

  • В таблице указана плотность измельчённой древесины при влажности 12%.
  • Исходные показатели удельного веса древесины взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г. и дополнены из университетской методички – Коломинова М.В., Методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта УГТУ 2010г.
  • Расчёт плотности щепы выполнен по ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая»

Щепа Согласно ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая», основную часть массы технологической щепы составляет фракция 10…20мм. Допускается содержание фракции 20…30мм в количестве 3…10% и фракции 5…10мм в количестве 0…10% от общей древесной массы. Общие пределы размеров частиц технологической щепы составляют 5…30мм.
Учёт технологической щепы производится в кубических метрах плотной массы в зависимости от породы дерева, с округлением до 0,1куб.м. Коэффициенты перевода объёма щепы в плотную древесную массу: 0,36 – свежеотгруженная щепа, 0,40 – транспортировка до 50км, 0,42 – перевозка свыше 50км, 0,43 – в конце транспортировки на расстояние от 500км.
В отличие от технологичекой, стандартов на топливную щепу не существует. Размеры фракции и фракционный состав для топливной щепы указывается производителем отопительного оборудования. Производитель топливного оборудования не ограничен в выборе фракции и качестве сжигаемой топливной щепы. Межхозяйственная (торговая) отгрузка топливной щепы производится по факту обмера – либо в объёмных единицах (куб.метр), либо в весовых (тн, кг). Древесная стружка Древесная стружка – ненормируемый объёмный материал. Насыпная плотность измельчённой древесной стружки, фракцией 5-8 мм находится в пределах 10-25% от плотности обычной древесины. Древесные опилки Древесные опилки – отходы деревообаботки, мелкие частицы древесины, образованные в процессе пиления дерева. Технологические опилки для бумажной и гидролизной промышленности должны содержать не более 8% коры, 5% гнили и 0,5% минеральных примесей (см. ГОСТ 18320-78 «Опилки древесные»). По ГОСТ 18320-78, размер фракции древесных опилок составляет 1…30мм. При этом, допускается содержание фракции менее 1мм в количестве до 10% и фракции более 30мм в количестве до 5% от общей опилочной массы.
Учёт опилок производится в кубических метрах плотной массы в зависимости от породы дерева, с округлением до 0,1куб.м. Коэффициенты перевода объёма опилок в плотную древесную массу: 0,28 – свежеотгруженные опилки, 0,34 – транспортировка от 5км до 50км, 0,36 – перевозка от 50км до 500км, 0,38 – в конце транспортировки на расстояние свыше 500км. Средняя насыпная плотность древесных опилок колеблется в пределах 220-420 кг/м³ для сухих (8-15% влажности) и 320-580 кг/м³ для влажных (от 15% влажности) опилок. Продолженме

Альтернативное Отопление: отопление дрова дровяное топливо

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *